摘要:这是一个土壤特性检测仪,它可以显示种植土壤的温度、湿度以及酸碱度。测量结果在LCD屏幕上进行显示。具有一个探极,插入土壤,电极具有两段,分别是两种金属。内部有一个温敏电阻,检测土壤温度。另外两个电极连接探针上的两段金属,测量土壤中的水分,通过电阻来测量。利
一、土壤检测
这是一个土壤特性检测仪,它可以显示种植土壤的温度、湿度以及酸碱度。测量结果在LCD屏幕上进行显示。具有一个探极,插入土壤,电极具有两段,分别是两种金属。内部有一个温敏电阻,检测土壤温度。另外两个电极连接探针上的两段金属,测量土壤中的水分,通过电阻来测量。利用两个金属之间的电位差来表明土壤中的酸碱度。
在测量模块中,还存在其它几个传感器,一个类似温敏电阻,另外一个陶瓷基地的插指传感器,不知道他的作用,估计是测量湿度的传感器。还有一个普通的光敏电阻,一侧可以看到一个 SOP8封装的 IC 芯片,表面文字为 R-LC4,具体功能不详。电路的主要芯片估计是在 LCD 屏幕的背面,此外,还有两个按钮开关一个功能开关。
二、温敏电阻
下面,测量一下这两个温敏电阻的特性。电路板上的温度电阻是测量空气的温度,放置在探头中的温敏电阻是测量土壤中的温度。使用数字万用表测量电阻两段的电阻。在室温下,电阻大约为10k欧姆。使用手捏住电阻,使得他的温度上升,电阻阻值下降,因此这是负温度系数的 NTC 电阻。焊接在电路板上的电阻,测量他的电阻。同样,也是一个 NTC电阻值。由此验证了模块中测量温度的NTC的特性。
使用这种制冷剂对温敏电阻进行降温。喷涂之后,可以看到电阻的阻值迅速上升。因此,根据电阻的阻值,可成测量对应的温度。根据电阻的组织,可以通过产品的数据,通过查表获得对应的温度,或者根据近似公式,计算出对应的温度。公式中的参数,可以从NTC电阻数据手册查到。
三、湿度传感其
电路板上还有这样一个金属插指传感器,两个电极似乎是碳膜电极,电极之间感觉似乎有透明物质进行涂抹。网络上,可以看到类似的传感器,都是注明为湿度传感器, 这些传感器,有点表明是通过测量对应的电阻来反应空气中的湿度, 也有的注明是通过测试电容反应相对湿度。不过看到这种传感器,猜测应该是通过测量电阻反应相对湿度。在 SJL16ASW
高分子湿度传感器的数据手册中,指出需要使用 0.5kHz 到 2kHz 的交变电压来测试它的阻抗,不能够使用普通的万用表进行测量。
下面通过万用表测量湿度传感器的电阻,万用表接到湿度传感器,电阻从 30MΩ 开始逐步增加,最终超过量程。由此可以看到,使用普通的直流电阻测量方法,是无法测量传感器的阻抗,应该使用测量电容的方式进行测量。
下面使用这个RLC电桥镊子测量这个湿度传感器的阻抗。可以看到它开始显示的是电容,容值在几个纳法,后来又显示为电阻,在几百千欧变化。手指靠近传感器,它对应的阻抗比较小,当手拿开,阻抗迅速升高。也许是手上的 湿气会影响它的阻抗。使用喷水壶对传感器表面加湿,可以看到对应的阻抗迅速减小。
在网络上,可以看到对湿度传感器的测量方案,有的方案是利用该传感器的充放电过程,来相对测量到它的电容,反应湿度的变化。也有的直接使用交流电桥来测量它的电容的变化,最终获得测量的数据。
本文对于一款土壤参数测量模块中的传感器进行了分析。其中的湿度传感器采用了高分子电容式的传感器,需要使用电容测量方式进行测量。此外,上面还有NTC传感器用于温度测量。除此之外的光敏电阻以及金属电极等方面的测量原理在这里就不进行分析了。
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基于AI8051U驱动 WS2812矩阵(16×16): https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/146537762?spm=1011.2415.3001.5331
[2]
NTC 温度传感器:
[3]
NTC 10K3950 B25/50=3950 RT表(热敏电阻温度/阻值参数表): http://tempinst.com/sindxread.asp?id=65
[4]
NTC热敏电阻温度计算方法,B值法:
[5]
物联网传感器–湿度:
[6]
湿敏电阻CM-R / HR202应用 原理图 IO输出交流 AD采样 (附NTC热敏电阻):
来源:TsinghuaZhuoqing